(57)【要約】【課題】  シーリング自動ポンプアップ装置を用いた場合であっても、高いシール性と注入容易性とを両立し、不凍性および分離安定性を実用上問題なく、良好に発揮し得るパンクシーリング剤、及び優れた注入性を有するシーリング自動ポンプアップ装置を提供する。【解決手段】  少なくとも、ゴムラテックスと、短繊維と、凍結防止剤と、を含有するパンクシーリング剤であって、固形分の含有量が５〜７０質量％であること、前記短繊維の含有量が０．１〜５質量％であること、及び前記短繊維の直径（Ｄ）が、１０ｎｍ≦Ｄ≦５００ｎｍであることを特徴とするパンクシーリング剤、及び該パンクシーリング剤を用いるシーリング自動ポンプアップ装置である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ゴムラテックスと、短繊維と、凍結防止剤と、を含有するパンクシーリング剤であって、
固形分の含有量が５〜７０質量％であること、前記短繊維の含有量が０．１〜５質量％であること、及び前記短繊維の直径（Ｄ）が、１０ｎｍ≦Ｄ≦５００ｎｍであること、を特徴とするパンクシーリング剤。
【請求項２】
前記短繊維の長さ（Ｌ）が、０．０５ｍｍ≦Ｌ≦５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のパンクシーリング剤。
【請求項３】
前記短繊維が、ポリエステル、ナイロン、及びこれらの複合体のいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載のパンクシーリング剤。
【請求項４】
前記ゴムラテックスが、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、カルボキシル変性ＮＢＲラテックス、及びカルボキシル変性ＳＢＲラテックスからなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のパンクシーリング剤。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のパンクシーリング剤を用いることを特徴とするシーリング自動ポンプアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンクしたタイヤをシールする際に使用されるパンクシーリング剤及びシーリング自動ポンプアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パンクが発生した際にその発生箇所をシールするための補修剤として、種々のパンクシーリング剤が知られている（例えば、特許文献１参照）。これらは主に、水性媒質中のコロイド分散系ポリマー（ラテックス）を含む。当該ラテックスとしては、例えば、ポリエチレン−ブタジエンラテックス、ポリ酢酸ビニルラテックス、アクリリック共重合体ラテックス、ニトリルラテックス、ポリクロロプレンラテックス等が用いられる。
【０００３】
このようなパンクシーリング剤には、（１）パンク穴シール性、（２）注入容易性（バルブ等からパンクシーリング剤を注入しやすいこと）、（３）ある程度の不凍性（低温使用下で凍らないこと）、（４）長期に保存しても分離しない分離安定性、等が要求される。
【０００４】
既述のような従来のパンクシーリング剤では、主成分のラテックスによりシール性を確保している。また、凍結防止剤により不凍性を確保し、増粘剤およびｐＨ調整剤により注入容易性および分離安定性を確保している。
しかし、既述の（１）〜（４）の特性は、二律背反の関係にある。例えば、パンクシーリング剤中のグリコール含量を多くすると不凍性は十分となるが、ラテックス含量が相対的に減少するため、シール性が低下してしまう。すなわち、これらすべての特性を十分に具備するパンクシーリング剤を作製することは困難といえる。
【０００５】
既述の（１）〜（４）の特性の中で、最も重要性の高い特性はシール性である。近年、このシール性を向上させるため、繊維を含有したパンクシーリング剤が実用化されるようになった。
【０００６】
しかし、繊維入りのパンクシーリング剤も、各特性のバランスが十分に図られているわけではない。すなわち、繊維を多量に含有させることで、粘性が増加し、注入容易性が著しく劣ってしまう。
つまり、繊維を含有したパンクシーリング剤においても、添加剤の配合設計が十分に確立できていない。
【０００７】
一方で、近年、コンプレッサーを使用することで、タイヤのパンク発生箇所へのシーリング剤の注入が人力によらずに行える「シーリング自動ポンプアップ装置」が開発されている。ところが、従来の繊維配合シーリング剤をシーリング自動ポンプアップ装置に用いると、タイヤにうまく注入できないという根本的な問題がある。この原因は、通常、バルブコア内を液が通過する隙間が最も小さくなる位置で０．５〜１ｍｍと狭く、注入時に短繊維がバルブコア内に詰まってしまうことにある。従来の繊維配合系は、このバルブコアを取り除いた後、注入を行うため、バルブコアを通過する際の隙間は約３ｍｍであって、約３ｍｍの隙間であれば、従来の配合で十分に注入可能であり、前記問題の発生はなかった。
【０００８】
バルブコアを取り除いて、自動ポンプアップ装置を使用することは可能であるが、そのようにすると、バルブの抜き取り作業、差し込み作業が必要となり、シーリング自動ポンプアップ装置の本来の目的である作業の簡便性が低下してしまう。
【特許文献１】特許第３２１０８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上から、本発明は、上記従来の問題点を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、
本発明は、シーリング自動ポンプアップ装置を用いた場合であっても、高いシール性と注入容易性とを両立し、不凍性および分離安定性を実用上問題なく、良好に発揮し得るパンクシーリング剤を提供することを目的とする。
本発明はまた、注入時にパンクシーリング剤がバルブコア内に詰まることがない優れた注入性を有するシーリング自動ポンプアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく鋭意検討の結果、本発明者らは、下記本発明により前記課題を達成できることを見出した。
すなわち、本発明は、
＜１＞  少なくとも、ゴムラテックスと、短繊維と、凍結防止剤と、を含有するパンクシーリング剤であって、固形分の含有量が５〜７０質量％であること、前記短繊維の含有量が０．１〜５質量％であること、及び前記短繊維の直径（Ｄ）が、１０ｎｍ≦Ｄ≦５００ｎｍであること、を特徴とするパンクシーリング剤である。
【００１１】
＜２＞  前記短繊維の長さ（Ｌ）が、０．０５ｍｍ≦Ｌ≦５ｍｍであることを特徴とする前記＜１＞に記載のパンクシーリング剤である。
【００１２】
＜３＞  前記短繊維が、ポリエステル、ナイロン、及びこれらの複合体のいずれかであることを特徴とする前記＜１＞または＜２＞に記載のパンクシーリング剤である。
【００１３】
＜４＞  前記ゴムラテックスが、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、カルボキシル変性ＮＢＲラテックス、及びカルボキシル変性ＳＢＲラテックスからなる群より選択される少なくとも１種であることを特徴とする前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のパンクシーリング剤である。
【００１４】
＜５＞  前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のパンクシーリング剤を用いることを特徴とするシーリング自動ポンプアップ装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のパンクシーリング剤によれば、シーリング自動ポンプアップ装置を用いた場合であっても、高いシール性と注入容易性とを両立し、不凍性および分離安定性を実用上問題なく、良好に発揮し得るパンクシーリング剤を提供することができる。
本発明のシーリング自動ポンプアップ装置によれば、注入時にパンクシーリング剤がバルブコア内に詰まることがない優れた注入性を有するシーリング自動ポンプアップ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のパンクシーリング剤は、少なくとも、ゴムラテックスと、短繊維と、凍結防止剤と、を含有するパンクシーリング剤であって、固形分の含有量が５〜７０質量％であること、前記短繊維の含有量が０．１〜５質量％であること、及び前記短繊維の直径（Ｄ）が、１０ｎｍ≦Ｄ≦５００ｎｍであること、を特徴としている。
ここで、「固形分の含有量」は、以下のようにして求めることができる。まず、パンクシーリング剤１００ｇを３０分間、２００℃の状態で放置する。放置後の残留分の質量を測定し、当該残留分の質量をパンクシーリング剤の質量で除する（残留分の質量／放置前のパンクシーリング剤の質量）ことで求めることができる。
【００１７】
固形分の含有量が５質量％未満であると、ゴムラテックスの割合が低くなり、十分なシール性を確保することが不可能となる。また、７０質量％を超えると、シール性以外の特性を十分に確保することができない。
上記範囲内での固形分含有量の好ましい上限は６０質量％であり、より好ましくは５０質量％であり、さらに好ましくは４０質量％である。また、上記範囲内で固形分の含有量の好ましい下限は８質量％であり、より好ましくは１０質量％である。
【００１８】
短繊維は、パンクによりタイヤに発生した穴（欠陥部）に入り込んで目詰まりを生じさせて、この穴を迅速、かつ確実に塞ぐ役割を果たす。パンクシーリング剤中の短繊維の含有量が０．１質量％未満では、短繊維を添加したことによるシール性を十分に発揮することができない。また、５質量％を超えると、短繊維の絡み合いが発生し、粘性が増加して注入容易性が低下すると共に、既述の役割を十分に発揮することが難くなるため、シール性も低下してしまう。
短繊維の含有量は、０．３〜４質量％とすることが好ましく、０．５〜３質量％とすることがより好ましい。
【００１９】
既述のような役割を十分に発揮させるため、短繊維についても種々の設計をする必要がある。そこで、本発明においては、短繊維の直径（Ｄ）を、１０ｎｍ≦Ｄ≦５００ｎｍ（好ましくは、２０ｎｍ≦Ｄ≦３００ｎｍ、より好ましくは、３０ｎｍ≦Ｄ≦１５０ｎｍ）としている。
直径（太さ）が１０ｎｍ未満では、現行において製造困難であるとともに、上記目詰まりを生じさせてシール性を向上させる短繊維の役割を十分に発揮することができない。また、５００ｎｍを超えると、太すぎてバルブコアに詰まってしまう。
【００２０】
パンクシーリング剤は、タイヤに生じた穴をシーリングするという役割を果たすが、タイヤの穴には、大別して、ドリル穴などのようにゴムが削り取られる穴（以下、「ドリル穴」と称する。）と、釘踏み穴などのようにゴムが削り取られない穴（以下、「釘踏み穴」と称する。）とがある。従来の短繊維は、いずれの穴をもシーリングすることができるが、そのサイズが大きいことから、バルブコアの狭い隙間で詰まる可能性を秘めているため、注入性において問題がある。本発明のパンクシーリング剤は、ドリル穴へのシーリングにおいては不十分と考えられるが、釘踏み穴をシーリングするには十分なサイズであり、かつバルブコアの狭い隙間でも詰まることもなく、シーリング性とバルブコアにおける注入性との両立を果たしている。なお、通常のパンクは釘踏み穴によることが大半であり、ドリル穴は非常に稀であることから、実用上は問題はないと考えられる。
【００２１】
また、短繊維の長さ（Ｌ）は、０．０５ｍｍ≦Ｌ≦５ｍｍ（より好ましくは、０．１ｍｍ≦Ｌ≦３ｍｍ、さらに好ましくは、０．２ｍｍ≦Ｌ≦１ｍｍ）とすることが好ましい。
長さが０．０５ｍｍ未満では、短繊維がパンクによる欠陥部に目詰まりを生じさせてシール性を向上させる効果を十分に発揮させることができない場合があり、５ｍｍを超えると、長くなりすぎて、注入時にバルブコア内で詰まる場合がある。
【００２２】
短繊維の長さと直径との比（Ｌ／Ｄ）：５００≦Ｌ／Ｄ≦５００００（より好ましくは、７５０≦Ｌ／Ｄ≦４００００、さらに好ましくは、１０００≦Ｌ／Ｄ≦３００００、特に好ましくは、１２５０≦Ｌ／Ｄ≦２００００）。
Ｌ／Ｄが５００未満では、上記目詰まりを生じさせてシール性を向上させる短繊維の役割を十分に発揮することができない場合があり、５００００を超えると、短繊維の絡み合いによるダマが発生し、シール性および注入容易性の低下を引き起こすことがある。
【００２３】
なお、短繊維は、一の材質からなるものを一定の形状で使用することができるが、既述の範囲で複数の材質からなるものを種々の形状で使用することもできる。
【００２４】
本発明において、短繊維は、その材質に特に制限はないが、ポリエステル、ナイロン、及びこれら２以上の複合体のいずれかであることが好ましい。直径がナノメートル単位の繊維としては、カーボンナノファイバーが知られているが、カーボンナノファイバーは比重が１．４〜１．６と、ラテックスの比重１．０〜１．１と比較して重いため、沈降しやすくなり、取り扱いが困難である。近年、ナイロン、ポリエステル等でナノファイバー化する製造技術が確立されており、これらの材料の比重が１．１４〜１．３０であることから、よりラテックス中で沈降しにくいものとなる。
具体的には、ポリエステルの短繊維としては、東レ（株）製の短繊維を好適に使用することができ、ナイロンの短繊維としては、東レ（株）製の短繊維を好適に使用することができる。
【００２５】
短繊維は、その全量若しくはその一部（好ましくは全量）を、高級アルコール系誘導体および／またはベタイン系活性剤等の溶剤で処理しておくことが好ましい。かかる処理により、溶剤が活剤として作用し、短繊維の分散性を向上させることができる。
当該処理は、パンクシーリング剤に含有させる前でも後でもよい。処理方法としては、短繊維を上記溶剤に含浸したり、上記溶剤を吹き付けたりして行うことができる。高級アルコール誘導体としては、ポリグリコール系ポリエステル等が好適である。
【００２６】
溶剤の添加量（上記処理により短繊維に吸収される量）としては、短繊維質量の０．２〜２０質量％であることが好ましく、０．５〜１０質量％であることがより好ましく、１〜６質量％であることがさらに好ましい。添加量が少なすぎると、短繊維の十分な分散効果が得られずに当該処理が不十分となることがあり、多すぎても、それ以上の効果の向上が期待できない。
【００２７】
また、パンクシーリング剤の粘度は、実際の使用条件として想定される条件（６０℃〜−３０℃において、３〜６０００ｍＰａ・ｓであること好ましく、５〜４５００ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、８〜３０００ｍＰａ・ｓであることがさらに好ましく、１０〜３０００ｍＰａ・ｓであることが特に好ましく、１５〜１５００ｍＰａ・ｓであることが最も好ましい。
３ｍＰａ・ｓ未満では、粘度が低すぎてバルブへの注入時に液漏れが発生することがある。６０００ｍＰａ・ｓを超えると、注入時の抵抗が強くなって注入容易性が低下する場合があり、また、タイヤ内面への広がりも十分でなく、高いシール性が得られない場合がある。なお、当該粘度は、Ｂ型粘度計等により測定することができる。
【００２８】
凍結防止剤としては、特に限定されず、エチレングリコール、プロピレングリコール等を使用することができる。凍結防止剤の含有量は、５〜５０質量％であることが好ましい。５質量％未満では、低温での凍結防止性が十分に得られないことがあり、５０質量％を超えると、ゴムラテックス量に対して、グリコール量が多くなるため、パンク補修時に、凝集したゴムラテックスの粒がグリコール中に分散した状態として存在するため、十分なシール特性が得られないことがある。
【００２９】
ゴムラテックスとしては、種々のラテックスを使用することができるが、より良好なシール性を確保する観点から、ＳＢＲラテックス、ＮＢＲラテックス、ＭＢＲラテックス、カルボキシ変性ＮＢＲラテックス、カルボキシ変性ＳＢＲラテックスからなる群から選択されるいずれか１以上とすることが好ましい。
【００３０】
本発明のパンクシーリング剤では、希薄化のために、水を含有させることができる。さらにパンクシーリング剤に、通常の分散剤、乳化剤、発泡安定剤、又はアンモニア、苛性ソーダ等のｐＨ調整剤を添加してもよい。また、樹脂系接着剤としては、テルペンフェノール樹脂等のテルペン樹脂を使用することができる。
【００３１】
以上のようなパンクシーリング剤によるパンクの修理方法としては、公知の方法を適用することができる。すなわち、まず、パンクシーリング剤が充填された容器をタイヤのバルブ口に差し込み、適量を注入する。その後、パンクシーリング剤がタイヤ内面に広がりパンク穴をシールできるようにタイヤを回転させればよい。
【００３２】
また、本発明のパンクシーリング剤は、種々の空気入りタイヤのパンク修理に適用することができる。例えば、自動車用タイヤ、二輪車用タイヤ、一輪車用タイヤ、車いす用タイヤ、農地作業や庭園作業に使用する車両用タイヤ等が挙げられる。
【００３３】
以上の本発明のパンクシーリング剤そのものは、種々のポンプアップ装置、例えば燃料ガスとしてプロパン・ブタン混合ガスを含むスプレー缶を用いてタイヤの内部に導入されてタイヤを再膨張させうる。
【００３４】
＜シーリング自動ポンプアップ装置＞
次いで、本発明のシーリング自動ポンプアップ装置について説明する。本発明のシーリング自動ポンプアップ装置は、既述の本発明のパンクシーリング剤を用いることを特徴としている。
以下、本発明のシーリング自動ポンプアップ装置の実施形態について説明する。図１は、本発明のシーリング自動ポンプアップ装置（以下、単に、「ポンプアップ装置」と称する。）の一実施形態を示している。
【００３５】
図１に示されるポンプアップ装置２０では、前記圧力源として小型のエアコンプレッサ１を用いている。このエアコンプレッサ１は、ホース２を介して耐圧容器４のガス導入部３に接続されている。又前記ガス導入部３は、栓バルブ５で閉止できかつ耐圧容器４に収納されたパンクシーリング剤６の液面上までのびるライザーチューブとして形成されている。
【００３６】
また耐圧容器４は、パンクシーリング剤６を取出すための出口バルブ７を有し、この出口バルブ７にホース８の一端が接続されるとともに、該ホース８の他端には、タイヤバルブ１０にねじ止めされるねじアダプタ９が取付けられている。
【００３７】
耐圧容器４は、フィリングスタブ１２を有し、かつ水が充填されたジャケット１１を具える。必要に応じて加熱源としての塩化カルシウムが前記フィリングスタブ１２内に充填されうる。パンクシーリング剤６が低温で凍結すると、この加熱源の水和作用で解放される熱によって、利用できる温度にパンクシーリング剤６が加熱される。
【００３８】
又前記エアコンプレッサ１には、電気ケーブル１３が接続され、そのプラグ１４は、例えばシガレットライターに差込まれる。
【００３９】
タイヤにパンクが発生すると、前記ねじアダプタ９がタイヤバルブ１０にねじ止めされ、かつエアコンプレッサ１がシガレットライターに接続されるとともに、耐圧容器４のガス導入部３において前記栓バルブ５が開かれる。そしてエアコンプレッサ１から耐圧容器４内にガス導入部３を経て導入される圧縮空気が、出口バルブ７からパンクシーリング剤６を押出し、タイヤバルブ１０を経てタイヤの内部に導入させる。然る後、空気がタイヤの内部に再充填され、タイヤを特定の内圧で膨張させる。これが終わると、ねじアダプタ９をタイヤバルブ１０から取外し、エアコンプレッサ１を止める。この直後に、一定距離に亘って予備走行し、タイヤ内部にパンクシーリング剤６を散布しつつパンク穴をシールした後、ポンプアップ装置２０が再び接続されてタイヤを要求される内圧まで再度、ポンプアップする。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００４１】
〔実施例１〜５および比較例１〜２〕
ＮＢＲゴムラテックス（日本ゼオン製  Ｎｉｐｏｌｅ）中に、下記表１に示す材料を混合して、実施例１〜５および比較例１〜２に係るパンクシーリング剤を作製した。
なお、短繊維としてのナイロン製短繊維の形状は表２に示す通りである。なお、比較例２は短繊維を添加せず作製した。
【００４２】
【表１】
2005336294.tif 000002
【００４３】
【表２】
2005336294.tif 000003
【００４４】
実施例１〜５および比較例１〜２で作製したパンクシーリング剤を１００ｇ採取し、これを２００℃で３０分間保持し、その保持後の質量から、固形分含量を算出した。それぞれの固形分含量を表１に示す。
【００４５】
作製したパンクシーリング剤について、下記に説明するようにして、（１）パンク穴シール性、（２）注入容易性、（３）不凍性、（４）分離安定性の評価を行った。
【００４６】
（１）パンクシール性：
１つのタイヤのタイヤトレッド溝部に、φ６ｍｍの釘を踏み抜いて穴をあけ、作製したパンクシーリング剤を注入し、車に装着した。その後、１．３ｋｇｆ／ｃｍ2（１２．７４×１０-4Ｐａ）の空気圧を維持しながら、約５０ｋｍ／ｈで車を走行させ完全に空気漏れが止まるまでの時間を測定した。
測定した時間に関し、比較例２のパンクシーリング剤を使用した場合にシーリングが終了する時間を１００とし、実施例１〜５および比較例１のパンクシーリング剤を使用した場合の時間（Ｘ）を、Ｘ／（比較例２の時間）×１００で指数化を行って、これらの比較を行った。結果を下記表３に示す。
【００４７】
（２）注入容易性：
太平洋バルブ工業（株）製乗用車用バルブから作製したパンクシーリング剤の注入を行った。バルブコアへの詰まりがない場合を○、詰まりがある場合を×として評価した。結果を下記表３に示す。
【００４８】
（３）不凍性：
作製したパンクシーリング剤を−３０℃で３時間保存した。目視でパンクシーリング剤の凍結の有無を評価し、凍結が生じない場合を「合格」とした。結果を下記表３に示す。
【００４９】
（４）分離安定性：
作製したパンクシーリング剤を６０℃で１ヶ月間放置した。パンクシーリング剤に分離が発生するかどうかを目視により評価し、分離が生じない場合を「合格」とした。結果を下記表３に示す。
【００５０】
【表３】
2005336294.tif 000004
【００５１】
表３の結果より、実施例１〜５では、所定のサイズの短繊維を含有させたため注入容易性と高いシール性とを両立することができた。また、固形分の含有量および短繊維の含有量を所定の範囲としたことで、高いシール性を維持しながら、注入容易性、不凍性および分離安定性については従来と同様に良好なものとすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係るパンクシーリング剤をタイヤに充填するために用いられるシーリング・ポンプアップ装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５３】
３    ガス導入部
４    耐圧容器
６    シーリング剤
７    出口バルブ
２０  ポンプアップ装置
【図１】
2005336294.tif 000005